2第二章 植物的水分代謝復(fù)習(xí)習(xí)題參考答案

1、第二章 植物的水分代謝復(fù)習(xí)題參考答案一、名詞解釋 1、水分代謝( water metabolism)：植物對水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失的過程。2、水勢(water potential )：每偏摩爾體積水的化學(xué)勢差。符號：w3、滲透勢(osmotic potential )：由于溶液中溶質(zhì)顆粒的存在而引起的水勢降低值，符號。用負(fù)值表示。亦稱溶質(zhì)勢（s）。4、壓力勢(water potential )：由于細(xì)胞壁壓力的存在而增大的水勢值。一般為正值。符號：p。初始質(zhì)壁分離時(shí)，p為0；劇烈蒸騰時(shí)，p會呈負(fù)值。5、襯質(zhì)勢(water potential): 由于細(xì)胞膠體物質(zhì)親水性

2、和毛細(xì)管對自由水的束縛而引起的水勢降低值，以負(fù)值表示。符號：m6、重力勢(water potential )： 由于重力的存在而使體系水勢增加的數(shù)值。符號：g 。7、自由水：距離膠粒較遠(yuǎn)而可以自由流動的水分。8、束縛水：靠近膠粒而被膠粒所束縛，不易自由流動的水分。9、滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。10、吸漲作用：親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象。11、代謝性吸水：利用細(xì)胞呼吸釋放出的能量，使水分經(jīng)過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞的過程。12、水的偏摩爾體積：在溫度、壓強(qiáng)及其他組分不變的條件下，在無限大的體系中加入1摩爾水時(shí)，對體系體積的增量。符號V-w13、化學(xué)勢：一種物質(zhì)每mol的自由

3、能就是該物質(zhì)的化學(xué)勢。14、水通道蛋白： 存在于生物膜上的一類具有選擇性、高效轉(zhuǎn)運(yùn)水分功能的內(nèi)在蛋白，亦稱水孔蛋白。15、吐水：從未受傷的葉片尖端或邊緣的水孔向外溢出液滴的現(xiàn)象。  16、傷流： 從受傷或折斷的植物器官、組織傷口處溢出液體的現(xiàn)象。     17、根壓：植物根部的生理活動使液流從根部上升的壓力。18、蒸騰拉力：由于蒸騰作用產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導(dǎo)管中水分上升的力量。19、蒸騰作用：水分以氣體狀態(tài)通過植物體表面從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。20、蒸騰速率：又稱蒸騰強(qiáng)度，指植物在單位時(shí)間內(nèi)，單位葉面積通過蒸騰作用而散失的水分量。（g/dm2

4、·h）21、蒸騰比率：植物每消耗1kg水時(shí)所形成的干物質(zhì)重量（g）。22、蒸騰系數(shù)：植物制造1g干物質(zhì)所需消耗的水分量（g）。又稱為需水量。它是蒸騰比率的倒數(shù)。23、小孔擴(kuò)散律：指氣孔通過多孔表面的擴(kuò)散速率不與其面積成正比，而與小孔的周長成正比的規(guī)律。24、永久萎蔫：萎蔫植物若在蒸騰速率降低以后仍不能恢復(fù)正常，這樣的萎蔫就稱為永久萎蔫。25、臨界水勢：氣孔開始關(guān)閉的水勢。26、水分臨界期：植物對水分缺乏最敏感的時(shí)期。一般為花粉母細(xì)胞四分體形成期。27、生理干旱：鹽土中栽培的作物，由于土壤溶液的水勢低，吸收水分較為困難或者是原產(chǎn)熱帶的作物遇低于10的溫度時(shí)而出現(xiàn)的萎蔫現(xiàn)象。28、內(nèi)聚力

5、學(xué)說：又稱蒸騰流一內(nèi)聚力張力學(xué)說。即以水分的內(nèi)聚力來解釋水分沿導(dǎo)管上升的原因的學(xué)說。29、初干：在蒸騰失水過多或水分供應(yīng)不足的條件下，細(xì)胞間隙及氣孔下腔不再為水蒸氣所飽和，這時(shí)即使氣孔張開，蒸騰作用也受到抑制的現(xiàn)象。30、節(jié)水農(nóng)業(yè)：是充分利用水資源、采取水利和農(nóng)業(yè)措施提高水分利用率和生產(chǎn)效率，并創(chuàng)造出有利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境的農(nóng)業(yè)。二、 寫出下列符號的中文名稱1、atm大氣壓；2、bar巴；3、MPa兆帕；4、Pa帕（斯卡）；5、PMA苯汞乙酸；6、RH空氣相對濕度；7、RWC相對含水量；8、w化學(xué)勢；9、 V-w偏摩爾體積；10、Wact實(shí)際含水量；11、Ws水分飽和時(shí)的含水量；12、

6、 WUE蒸騰效率；13、W水勢；14、p壓力勢；15、s溶質(zhì)勢；16、m襯質(zhì)勢；17、滲透勢；18、AQP水孔蛋白；19、RDI調(diào)虧灌溉；20、SPAC土壤-植物-大氣連續(xù)體。三、填空題1、滲透性吸水，吸脹吸水，代謝性吸水；2、氣孔關(guān)閉，初干，暫時(shí)萎蔫；3、蒸騰作用，吐水；4、自由水，束縛水；5、液泡膜，質(zhì)膜，磷酸化/脫磷酸化；6、判斷膜的半透性，判斷細(xì)胞死活，測定細(xì)胞滲透勢；7、越旺盛，越強(qiáng)；8、+p+m，+p，m ；9、滲透性；10、吸脹作用；11、滲透勢；12、溶質(zhì)顆?？倲?shù)；13、，零；14、零，相等；15、不變；16、水勢差異；17、  18. 主動吸水  

7、; 被動吸水 19.吐水  傷流    永久萎蔫點(diǎn)；21、角質(zhì)蒸騰，氣孔蒸騰；22、500；23、經(jīng)死，經(jīng)活；24、孕穗期，灌漿始期乳熟末期；25、蒸騰速率，蒸騰比率，蒸騰系數(shù)；26、光，溫度，CO2 濃度；27、光，空氣相對濕度，溫度，CO2濃度；28、大；29、葉片相對含水量，葉片滲透勢，水勢，氣孔阻力或開度；30、精確灌溉，調(diào)虧灌溉，控制性分根區(qū)交替灌溉。四、 選擇題1、B；2、B；3、B；4、B；5、C；6、C；7、D；8、A；9、B；10、 A；11、B，C；12、C；13、A，B，D；14、 C；15、A，D；16、 B；17、B，D；18、

8、A，B；19、A；20、A，B，C，D。五、是非判斷改錯(cuò)題1、；2、×（每偏摩爾體積水的化學(xué)勢差）；3、×（不需）；4、；5、×（植物根系）；6、×（越弱）；7、×（等于滲透勢）；8、×（水勢為零）；9、×（水勢相等）；10、×（不一定）；11、；12、×（蒸騰減弱）；13、×（促進(jìn)氣孔張開，促進(jìn)氣孔迅速關(guān)閉）；14、×（水勢下降）；15、×（C4植物比C3植物要多12倍）；16、×（增強(qiáng)  減弱）；17、 ；18、×（生理指標(biāo)更靈敏）；19、；

9、20、。六、簡答題1、植物水分代謝包括哪些過程答：植物從環(huán)境中不斷地吸收水分，并通過莖導(dǎo)管運(yùn)到葉片及其他器官，以滿足正常的生命活動的需要。但是，植物又不可避免地要丟失大量水分到環(huán)境中去。具體而言，植物水分代謝可包括三個(gè)過程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸；（3）水分的排出。2、植物體內(nèi)水分的存在狀態(tài)與代謝關(guān)系如何答：植物體中水分的存在狀態(tài)與代謝關(guān)系極為密切，并且與抗性有關(guān)。一般來說，束縛水不參與植物的代謝反應(yīng)，在植物某些細(xì)胞和器官主要含束縛水時(shí)，則其代謝活動非常微弱，如越冬植物的休眠芽和干燥種子，僅以極弱的代謝維持生命活動，但其抗性卻明顯增強(qiáng)，能渡過不良的逆境條件。而自由水主要參

10、與植物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，含量多少還影響代謝強(qiáng)度，含量越高，代謝越旺盛。因此常以自由水/束縛水比值作為衡量植物代謝強(qiáng)弱和抗性的生理指標(biāo)之一。3、植物細(xì)胞吸水有哪幾種方式答：植物細(xì)胞吸水有三種方式：（1）未形成液泡的細(xì)胞，靠吸脹作用去吸水；（2）液泡形成之后，細(xì)胞主要靠滲透性吸水；（3）與滲透作用無關(guān)，而與代謝過程密切相關(guān)的代謝性吸水。4、利用細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象可以解決哪幾個(gè)問題答：（1）說明原生質(zhì)層是半透膜。（2）判斷細(xì)胞死活。只有活細(xì)胞的原生質(zhì)層才是半透膜，才有質(zhì)壁分離現(xiàn)象；如細(xì)胞死亡，則不能產(chǎn)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（3）測定細(xì)胞的滲透勢。5、水分是如何通過膜系統(tǒng)進(jìn)出細(xì)胞的呢答：水分進(jìn)出細(xì)胞有兩種途

11、徑：一種是單個(gè)水分子通過膜脂間隙擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞；另一種是以水集流方式通過質(zhì)膜上水孔蛋白組成的水通道進(jìn)出細(xì)胞。6、蒸騰作用有什么生理意義答：（1）是植物對水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿?。?）促進(jìn)植物對礦物質(zhì)和有機(jī)物的吸收及其在植物體內(nèi)的運(yùn)輸。（3）能夠降低葉片的溫度，以免灼傷。7、水分從被植物吸收至蒸騰到體外，需要經(jīng)過哪些途徑動力如何答：水分自根毛根的皮層根中柱根的導(dǎo)管莖的導(dǎo)管葉脈導(dǎo)管葉肉細(xì)胞葉細(xì)胞間隙與氣孔下腔氣孔大氣。在導(dǎo)管中水分運(yùn)輸?shù)膭恿κ钦趄v拉力和根壓，其中蒸騰拉力占主要地位，在活細(xì)胞間的水分運(yùn)輸主要為滲透作用。8、簡述根系吸收水分的方式與動力。答：根系吸收水分的方式有2種：主動吸水與被動吸水

12、。主動吸水的動力為根壓，消耗生物能。而被動吸水的動力為蒸騰拉力，不消耗生物能。9、為什么通過氣孔蒸騰的水量為同等面積自由水面蒸發(fā)量的幾十至一百倍答：因?yàn)闅怏w分子通過氣孔擴(kuò)散時(shí)，孔中央水蒸汽分子彼此碰撞，擴(kuò)散速率很慢；在孔邊緣，水分子相互碰撞機(jī)會少，擴(kuò)散速率快。而對于大孔，其邊緣周長所占的比例小，故水分子擴(kuò)散速率與大孔的面積成正比。氣孔很小，數(shù)目很多，邊緣效應(yīng)顯著，故蒸騰速率很高。10、內(nèi)聚力學(xué)說的主要內(nèi)容是什么答：此學(xué)說又叫蒸騰內(nèi)聚力張力學(xué)說。是解釋水分在導(dǎo)管內(nèi)連續(xù)不斷上運(yùn)的學(xué)說。其內(nèi)容主要是水分子間有很大的內(nèi)聚力，可達(dá)30MPa， 它遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水柱的張力（約）。同時(shí)水分子與導(dǎo)管纖維素分子間還有

13、很強(qiáng)的附著力， 故導(dǎo)管或管胞中的水流可成為連續(xù)的水柱。11、土壤溫度過低為什么對根系吸水不利答：（1）原生質(zhì)粘度增大，水不易透過生活組織，植物吸水減弱。（2）水分運(yùn)動減慢，滲透作用降低。（3）根系生長受抑，吸收面積減少。（4）根系呼吸速率降低，主動吸水減弱。12、與表皮細(xì)胞相比，保衛(wèi)細(xì)胞有什么特點(diǎn)答：（1）細(xì)胞體積很小，并有特殊結(jié)構(gòu)，有利于膨壓迅速而顯著的改變。而表皮細(xì)胞大，又無特別形狀；（2）胞壁中有徑向排列的輻射狀微纖束與內(nèi)壁相連，便于對內(nèi)壁施加作用；（3）細(xì)胞質(zhì)中有一整套細(xì)胞器，且數(shù)目多；（4）葉綠體有明顯的基粒構(gòu)造，而表皮細(xì)胞無葉綠體。13、根據(jù)性質(zhì)和作用方式，抗蒸騰劑可分為哪三類舉例

14、說明。答：（1）代謝型抗蒸騰劑：如阿特拉津，可使氣孔開度減小，苯汞乙酸可改變膜透性，使水分不易向外界擴(kuò)散。（2）薄膜型抗蒸騰劑：如硅酮，可在葉面形成單分子薄層，阻礙水分散失。（3）反射型抗蒸騰劑：如高嶺土，可反射光，降低葉溫，從而減少蒸騰量。14、若施肥不當(dāng)，會產(chǎn)生“燒苗”現(xiàn)象，原因是什么答：一般土壤溶液的水勢都高于根細(xì)胞水勢，根系順利吸水。若施肥太多或過于集中，會造成土壤溶液水勢低于根細(xì)胞水勢，根系不但不能吸水還會喪失水分，故引起“燒苗”現(xiàn)象。15、用小液流法測得某細(xì)胞在L蔗糖溶液中體積不變。已知細(xì)胞的滲透勢為，求該細(xì)胞的水勢及壓力勢（t=27）。答：根據(jù)公式：w=CRTi  溶液

15、水勢：w =××300(MPa)因?yàn)榧?xì)胞水勢與溶液水勢等，所以： 細(xì)胞水勢為,細(xì)胞壓力勢。七、論述題1、水分子的理化性質(zhì)與植物生理活動有何關(guān)系答：水分子是一個(gè)極性分子，可與纖維素、蛋白質(zhì)分子相結(jié)合。水分子具有高比熱，可在環(huán)境溫度變化較大的條件下，植物體溫仍相當(dāng)穩(wěn)定。水分子還有較高的氣化熱，使植物在烈日照射下，通過蒸騰作用散失水分就可降低體溫，不易受高溫危害。水分子是植物體內(nèi)很好的溶劑，可與含有親水基團(tuán)的物質(zhì)結(jié)合形成親水膠體，水還具有很大的表面張力，使水與細(xì)胞膠體物質(zhì)產(chǎn)生吸附作用，并借毛細(xì)管力進(jìn)行運(yùn)動。2、試述水分的生理生態(tài)作用。答：（1）水是細(xì)胞原生質(zhì)的主要組成成分；（2）

16、水分是重要代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)和產(chǎn)物；（3）細(xì)胞分裂及伸長都需要水分；（4）水分是植物對物質(zhì)吸收和運(yùn)輸及生化反應(yīng)的一種良好溶劑；（5）水分能使植物保持固有的姿態(tài)，有利于光合和傳粉;（6）可以通過水的理化特性以調(diào)節(jié)植物周圍的大氣濕度、溫度等。對維持植物體溫穩(wěn)定也有重要作用。3、氣孔開關(guān)機(jī)理假說有哪些并加以說明。答：（1）淀粉糖變化學(xué)說：在光照下保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用合成可溶性糖。 另外由于光合作用消耗CO2使保衛(wèi)細(xì)胞pH值升高， 淀粉磷酸化酶水解細(xì)胞中淀粉形成可溶性糖，細(xì)胞水勢下降。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞水勢低于周圍的細(xì)胞水勢時(shí)，便吸水迫使氣孔張開，在暗中光合作用停止，情況與上述相反，氣孔關(guān)閉。（2）K+積累學(xué)

17、說：在光照下，保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化產(chǎn)生的ATP并將H+分泌到細(xì)胞壁，同時(shí)將外面的K+通過膜上的內(nèi)流鉀通道吸收到細(xì)胞中來，Cl-也伴隨著K+進(jìn)入，Cl-與蘋果酸負(fù)離子平衡K+電性。 保衛(wèi)細(xì)胞中積累較多的K+、Cl-和蘋果酸，降低水勢而吸水，氣孔就張開，反之，則氣孔關(guān)閉。（3）蘋果酸代謝學(xué)說：在光下保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的CO2被利用，pH值就上升（），從而活化PEPC，剩余的CO2就轉(zhuǎn)變成重碳酸鹽（HCO-3），PEP與HCO3-作用形成草酰乙酸，然后還原成蘋果酸，蘋果酸解離為2H+和蘋果酸根，在H+K+泵驅(qū)使下，K+與H+交換，K+進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，Cl也伴隨進(jìn)入與蘋果酸負(fù)離

18、子一起平衡K+電性。 同時(shí)蘋果酸也可作為滲透調(diào)節(jié)物與K+、 Cl共同降低保衛(wèi)細(xì)胞的水勢。保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔打開。反之，氣孔關(guān)閉。4、試述外部因子對氣孔運(yùn)動的影響。答：許多因子都能調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動，可歸納為以下幾方面：（1）CO2  葉片內(nèi)低CO2分壓，可使氣孔打開，高CO2分壓，使氣孔關(guān)閉。（2）光  一般情況下，光照使氣孔打開，黑暗使氣孔關(guān)閉，但CAM植物則相反。 另外，光質(zhì)對氣孔運(yùn)動的影響與對光合作用的影響相似，即藍(lán)光和紅光最有效。（3）溫度  氣孔開度一般隨溫度上升而增大，25以上氣孔開度最大，但3035會引起氣孔開度減小，低溫下氣孔關(guān)閉。（4）水分 

19、 葉水勢下降時(shí)氣孔開度減小或關(guān)閉。 但久雨天氣葉表皮細(xì)胞含水量高，體積增大，擠壓保衛(wèi)細(xì)胞引起氣孔關(guān)閉。（5）風(fēng)  微風(fēng)有利氣孔打開，大風(fēng)可使氣孔關(guān)閉。（6）植物激素  CTK促使氣孔張開，ABA可促進(jìn)氣孔關(guān)閉。5、禾谷類作物的水分臨界期在什么時(shí)期為什么答：禾谷類作物有2個(gè)水分臨界期，一個(gè)在孕穗期，即花粉母細(xì)胞四分體到花粉粒形成階段。因?yàn)榇穗A段小穗正在分化，莖、葉、穗迅速發(fā)育，葉面積快速擴(kuò)大，代謝較旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗發(fā)育不良、植株矮小、產(chǎn)量低。另一個(gè)是在開始灌漿到乳熟末期。此時(shí)主要進(jìn)行光合產(chǎn)物的運(yùn)輸與分配，若缺水，有機(jī)物運(yùn)輸受阻，造成灌漿困難，功能葉早衰，籽粒瘦小

20、，產(chǎn)量低。6、蒸騰作用的強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)為什么答：蒸騰速率與擴(kuò)散力成正比與擴(kuò)散阻力成反比。因此，凡是影響二因子的內(nèi)外條件均影響蒸騰速率。概括如下二方面：（1）內(nèi)部因素：氣孔和氣孔下腔都直接影響蒸騰速率。氣孔頻度和開度大。氣孔下腔容積大等都促進(jìn)蒸騰作用。（2）外部因素：a.光照  光照對蒸騰起決定性的促進(jìn)作用，葉片吸收的輻射能大部分用于蒸騰。光能促使氣孔張開，又能提高葉片溫度，使內(nèi)部阻力減小和葉內(nèi)外蒸汽壓差增大，加速蒸騰。b.大氣相對濕度 當(dāng)大氣相對濕度大時(shí)，大氣蒸汽壓也增大，葉內(nèi)外蒸汽壓差就變小，蒸騰變慢；反之，加快。C.大氣溫度 葉溫高于氣溫，尤其在太陽直射下葉溫較氣溫一般高21

21、0，厚葉更顯著。氣溫增高時(shí)，葉內(nèi)外蒸汽壓差增大，蒸騰加快。D.風(fēng) 微風(fēng)可吹走氣孔外的界面層，補(bǔ)充一些蒸汽壓低的空氣，外部擴(kuò)散阻力減小，蒸騰加快。但大風(fēng)引起氣孔關(guān)閉。使蒸騰減弱; e.土壤條件  凡是影響根系吸水的各種土壤條件，如土溫、土壤通氣狀況、土壤溶液濃度等均可間接影響蒸騰作用。7、合理灌溉增產(chǎn)的原因是什么答：（1）干旱時(shí)，灌溉可使植株保持旺盛的生長和光合作用。（2）減緩“午休”現(xiàn)象。（3）促使莖葉輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，提高同化物的運(yùn)輸速率，改善光合產(chǎn)物的分配利用。（4）改變栽培環(huán)境：如早稻秧田在寒潮來臨前深灌，起保暖防寒作用；晚稻在寒露風(fēng)來臨前灌深水，有防風(fēng)保暖作用；鹽堿地灌水，有洗鹽

22、和壓制鹽分上升的作用；施肥后灌水，有溶肥作用。8、試述高等植物體內(nèi)水分上運(yùn)的動力及其產(chǎn)生原因。答：水分上運(yùn)的動力有二，根壓和蒸騰拉力。關(guān)于根壓產(chǎn)生的原因目前認(rèn)為，土壤溶液沿質(zhì)外體向內(nèi)擴(kuò)散，其中的離子則通過依賴于細(xì)胞代謝活動的主動吸收進(jìn)入共質(zhì)體中，這些離子通過連續(xù)的共質(zhì)體進(jìn)入中柱活細(xì)胞，然后釋放導(dǎo)管中，引起離子積累。其結(jié)果是，內(nèi)皮層以內(nèi)的質(zhì)外體滲透勢低，而內(nèi)皮層以外的質(zhì)外體滲透勢高，水分通過滲透作用透過內(nèi)皮層細(xì)胞到達(dá)導(dǎo)管內(nèi)，這樣在中柱內(nèi)就產(chǎn)生了一種靜水壓力，這就是根壓。當(dāng)植物進(jìn)行蒸騰時(shí)，水便從氣孔蒸騰到大氣中，失水的細(xì)胞便向水勢較高的葉肉細(xì)胞吸水，如此傳遞，接近葉脈導(dǎo)管的細(xì)胞向葉脈導(dǎo)管、莖導(dǎo)管、根導(dǎo)管和根部吸水。這樣便產(chǎn)生了一個(gè)由低到高的水勢梯度，使根系再向土壤吸水。這種因蒸騰作用所產(chǎn)生的吸水力量，叫